• ベストアンサー

立体ラーメン構造

平面のラーメンはたわみ角法で解析的に解けますが, 立体のラーメンにはそのような解法はありますでしょうか. FEMなどの数値的な解法を使わずに,公式のようなものがあれば よいのですが.

  • norioP
  • お礼率73% (147/200)
  • 科学
  • 回答数1
  • ありがとう数4

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • k_riv
  • ベストアンサー率57% (105/183)
回答No.1

公式の意味が,狭義であれば,「公式はない」と言わざるを得ないと思います。 元々,たわみ角法の公式や固定モーメント法の図上解法などは,紙と鉛筆と計算尺で解くことを前提とした方法です。 立体構造物の応力算定をたわみ角法を用いて行う場合,各フレームについて節点方程式,層方程式を立て,多元連立1次方程式を立てて解きます。通常は,これをXY各方向の代表フレームのみを解くことによって応力算定が出来たものとします。ここまでならば,紙と鉛筆と計算尺又は電卓を用いて解いてもよい,いや,手間は掛かっても,昔は他に方法がなかったと言った方が良いのかもしれません。 この時,XY両方法の全ての節点方程式と層方程式を連立させると,(フレーム当りの節点数+層数)xフレーム数の元を持つ多元連立1次方程式を作ることが出来,立体的に且つ解析的に解くことが出来ます。 ただ,この架構全体の多元連立1次方程式を紙と鉛筆と電卓を用いて解くことは,大変な時間と手間をかけることになり実用的ではありません。少なくとも,それだけの手間をかけるメリットは無いと思います。 そこで,PC等を利用して解くことになります。具体的には,この連立方程式をマトリックス表示して消去法等で解きます。この方法が剛性マトリックス立体解析法と言われる方法で,現在のほとんどのPC等を用いた許容応力度法の構造計算プログラムに採用されている方法です。 誤解を承知で簡単に言って仕舞えば,剛性マトリックス立体解析法というのは,たわみ角法の公式を構造全体で連立させ,膨大な計算量をPCにさせているだけです。 よって,たわみ角法が公式ならば,広義には,剛性マトリックス立体解析法は,たわみ角法を立体に拡張させた公式と言えると思います。

norioP
質問者

お礼

大変参考になりました. 大変有力な手法のようですね. ありがとうございました.

関連するQ&A

  • 立体角の公式の導出がわかりません。

    立体角の公式の導出がわかりません。 半頂角がθの時の立体角Ωが dΩ=2πsinθdθ この式の積分から求まるのはなぜでしょうか? 公式のそれぞれの成分がどのようにして出てきたのかなど詳しくお願いします。

  • FEM構造解析には,陰解法?陽解法?

    FEM(abaqus)構造解析に,陰解法を用いるか,陽解法を用いるかで悩んでいます.二つのソルバのうち,一つしか選べません. 二つの違いは分かったつもり(実際は分かっていないかも)ですが,一般的な構造解析にはどちらを用いれば良いのかがいまいち分かりません. ちなみに,荷重を加えることで,座屈,さらに破壊に至る構造解析を検討しています. この場合,どのような点から,二つの方法のどちらを選んだほうが得策だと言えるでしょうか? もちろん,業者にも聞こうと思っているのですが. 詳しい方,教えてください.宜しくお願いします.

  • FEMについての質問です。

    私はあるもののFEM法を解析したいですが,FEMのことはまだ初めてです。FEM法で定式化のような例題を知りたいですが,参考できるホームページを教えていただきませんか。

  • 中学受験算数 立体図形の問題です。

    AB4cm、AD3cmの長方形ABCDがあります。 長方形ABCDを、対角線BDを軸として1回転した時にできる立体を作ります。この立体を、軸(BD)を含む平面で切断した時の切り口の図形の面積を求めなさい。ただし対角線BDの長さは5cmとします。 答えは、14.625cm2です。 解法を教えてください。わからなくて困ってます。

  • 高校で平面・立体幾何を学習する意味

    高校で平面幾何、立体幾何を学習する意味がよくわかりません。 カリキュラム的には、解析幾何やベクトルへのつなぎ、代数幾何や証明の訓練にしか見えませんし、 日常生活で、高校で学習する幾何的知識を使うシーンもまず思い当たりません。 (三角比なんてのは三角関数のところで学べば済むことです。) 幾何学から更に発展する学問もほとんど思い当たりません。 地学・天文学が少し使うくらいでしょうか。解析幾何と代数幾何で事足りる気がします。 大学で数学を専門に学んではいませんが平面・立体幾何の講義などほとんどなく、位相幾何を学びに行くと聞きました。 となると、色んな証明を駆使して修得する平面幾何の知識とは、何するものぞ…ということになります。 (むしろ、数学史という特殊な一学問の知識を習得しているような気がします。) ・カリキュラム的意図 ・実用的意図 ・学問的意図 について、見識をお持ちの方がいらっしゃいましたら、ご教授願います。

  • 解析的に解くと言えば、一般解や厳密解を求めることでしょうか。

    解析的に解くと言えば、一般解や厳密解を求めることでしょうか。 FEMのような数値解析は、解析的に解くとは言わないんでしょうか。 英語で論文を書いているのですが、 FEMによる方法を numerical analytical methodと書こうと思ってますが、 方程式の一般解を導いた方法は英語で何と書けばよいのでしょうか。 単に,analytical method でよいのでしょうか? analytical method と書いたら、numerical analytical methodのことも 含みますか? お恥ずかしいですが、こんな低レベルで論文を書こうとしていますww よろしくお願いいたします。

  • 数学とエクセルを使うのですが

    与えられたx軸とy軸の数値を最小二乗法を用いて解くのですが 最小二乗法の公式ってどのような公式なのですか? サイトを探したのですが、分からなくて、 もしよろしければ解法付きで教えてもらえませんか?

  • 立体図が書けません

    こんばんは。 初めてこちらに質問させて頂きます。よろしくお願い致します。 現在、職業訓練校に通いはじめました。 半年間のCAD設計(機械)コースです。 通いはじめてまだ1ヶ月弱ではありますが、いまだに頭で立体図を描けず、他の生徒たちより遅れを感じている状態です。(第三角法をやっています) 不得意なものは2つあり、 1つ目は、 平面図、正面図、側面図のどれか一つを書く問題が中々できません。 2つめは、 平面図、正面図、側面図を元に立体図を書くという問題でうまく書けず、更には正解と大きくずれていることも多々あります。 あまりの理解力のなさに危機を感じ、休日も学校で頂いた問題集とは別の本も何冊か購入し、粘土、積み木も購入してやってはいるのですが、問題が解けるようになりません。 こういった問題が解けるようになるには、ほかに方法があるのでしょうか? それともこのままやりつづければそのうち解けるようになるものなのでしょうか? ‥‥半年後本当にこのような状態で本当にものづくり業界の仕事につけるようになるのか不安で仕方ありません。 今までは一般事務しかやったことがなく、こういった業界もCADも初めてになります。 立体が描けないようでは就職は厳しいですか? 聞きたいことが色々あり、まとまりのない文章申し訳ございません。 ※同じくCADを使われるという判断から建築関連等にもカテゴリーを追加させて頂きました。

  • 四角錐から切り取った立体の体積

    「OA=OB=OC=OD=6、AB=CD=6、BC=AD=4の四角錘O-ABCDにおいて、辺OA、ODの中点をP、Q、辺AB、DCを2:1に分ける点をR、S、とする。この四角錘を平面PRSQで切断し、頂点Aを含む方の立体の体積を求めよ。」という問題がどうしてもわかりません。解法の入り口というか、ちょっとしたヒントだけでも構わないので教えていただけると幸いです。

  • 解析をしていたら対角要素<0.0

    とある解析ソフトでFEM非線形解析を行いました。 すると上記のタイトルのようにでて解析できませんでした。  これはどうすればいいのでしょうか? 有限要素法の理屈を知らないので、どうすれば よいのかわからないでいます。  時間があまりないのですが、教えていただけないでしょうか?